Definições e Conceitos Termodinâmicos

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Fenômenos de Transporte
Professor: Felipe Chagas Storti
2. Termodinâmica: Definições e 
Conceitos Termodinâmicos
E-mail: storti@unb.br
Definições
Sistema Fechado
Sistema Isolado
Volume de Controle - Transiente
Volume de Controle - Permanente
Propriedade, Estado e Processo
Propriedade, Estado e Processo
Massa Específica
Volume Específico
Pressão
Temperatura
Tipos de Sistemas
Fronteira
 Sistema Fechado: um gás em
uma montagem pistão-cilindro
Tipos de Sistemas
Tipos de Sistemas
Fluxo de corrente elétrica
Torque transmitido através do eixo
Superfície quente do motor
interage com a vizinhança
• A velocidade de rotação do
rotor pode variar
• A temperatura das partes do
motor podem mudar
Tipos de Sistemas
Superfícies quentes interagem
com a vizinhança
• Mudanças químicas ocorrem
dentro da bateria
• A temperatura das partes do
motor e da bateria podem
mudar
• A velocidade de rotação do
rotor pode variar
• A massa é levantada dentro
do sistema
Tipos de Sistemas
Unidades
Unidade: é uma certa quantidade de grandeza através da
qual, por comparação, qualquer outra grandeza do mesmo
tipo é medida.
 Exemplo: m, cm, km, ft, in – São todas unidades de comprimento.
s, min, horas – São unidades de tempo.
 Há dois tipos de unidades:
• SI – Sistema Internacional de Unidades
• Sistema Inglês – Unidades inglesas de engenharia
Unidades
 Massa, comprimento e tempo são as unidades básicas do SI.
 A força é uma unidade secundária, definida em termos de un. básicas
F = ma
SI: 1 N = (1 kg)(1 m/s2) = 1 kg∙m/s2
1 lbf = (1 lb)(32,1740 ft/s2) = 32,1740 lb∙ft/s2Inglês:
Medição de Temperatura
Termômetros
 Termômetro de bulbo: Conforme a temperatura aumenta
o líquido se expande em volume e sobe no capilar onde é
composto pelo vapor do líquido ou por um gás inerte. O
líquido é a substancia termométrica e L é a propriedade
termométrica.
 Sensores eletrorresistivos: baseia no fato de que a
resistência elétrica de diversos materiais varia de forma
previsível com a temperatura. Normalmente são
utilizados condutores ou semicondutores.
 Exemplo Pt-100 - O seu funcionamento se baseia no
princípio de variação da resistência ôhmica em função
da temperatura, e seu elemento sensor consiste de uma
resistência em forma de fio de platina de alta pureza,
níquel ou de cobre, encapsulados num bulbo de
cerâmica ou vidro.
Medição de Temperatura
Termômetros
 Termopares: Quando dois materiais diferentes são unidos, uma
força eletromotriz 𝒇𝒆𝒎 , que é uma função da temperatura, irá
existir em um circuito. Em certos termopares um fio é de platina
com uma pureza especificada e outro uma liga de platina e ródio.
Medição de Temperatura
Escalas de Temperatura
►Escala Kelvin: é uma escala termodinâmica absoluta na qual a 
unidade de temperatura é o Kelvin 𝐾 ; que é a unidade-base SI para 
temperatura.
►Escala Rankine: é uma escala termodinâmica absoluta com o zero 
absoluto coincidindo com o zero absoluto da escala Kelvin. A escala 
Rankine 𝑜𝑅 é a unidade-base inglesa de engenharia.
T(oR) = 1,8T(K)
► Escala Celsius (oC):
T(oC) = T(K) – 273,15
►Escala Fahrenheit (oF):
T(oF) = T(oR) – 459,67
Exercícios
 Conforme mostrado na figura, o vapor escoa através de uma
válvula conectada em série a uma turbina. A turbina aciona um
gerador elétrico. Considerando a válvula e a turbina como um
sistema, identifique os locais na fronteira onde o sistema interage
com sua vizinhança e descreva os eventos que ocorrem dentro do
sistema.
Exercícios
Exercícios